ITBO20060463A1 - Procedimento per rilevare e segnalare perdite idriche nelle reti di distribuzione, in particolare nelle reti condominiali, ed apparecchiatura per l'attuazione di tale procedimento - Google Patents

Description

Titolo: PROCEDIMENTO PER RILEVARE E SEGNALARE PERDITE IDRICHE NELLE RETI DI DISTRIBUZIONE, IN PARTICOLARE NELLE RETI CONDOMINIALI, ED APPARECCHIATURA PER L'ATTUAZIONE DI TALE PROCEDIMENTO

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un procedimento per rilevare e segnalare perdite idriche nelle reti di distribuzione, in particolare nelle reti condominiali ed un’apparecchiatura per l'attuazione di tale procedimento. Com'è noto le reti di distribuzione idrica, sia a causa del processo di invecchiamento delle tubazioni e impianti, che per guasti dovuti ad incidenti di vario genere, sono soggette a perdite d'acqua che possono essere frequenti e più o meno importanti.

In particolare nel caso delle abitazioni civili le perdite idriche sono particolarmente onerose, non solo da un punto di vista economico per lo spreco che tali perdite comporta, ma anche perchè, non essendo spesso di facile rilevamento, possono essere causa dell'insorgere di danni alle abitazioni ed agli edifici adiacenti, nonché coinvolgere, nei casi più gravi, sia le strutture degli edifici (es. le fondazioni) che le infrastrutture (es. pavimentazioni cortilive, stradali, marciapiedi ecc.).

Il danno derivante dalle perdite idriche, oltre a quelli sopra richiamati, coinvolge un altro aspetto certamente non secondario, quello cioè di tipo etico, attraverso le perdite degli impianti di distribuzione idrica viene sprecata infatti una enorme quantità di acqua, di un bene cioè di primaria importanza e non rinnovabile di cui sempre più chiaramente si avverte, a tutti i livelli, la necessità di una fattiva tutela.

Il problema delle perdite idriche si presenta di ancor maggiore gravità nei casi in cui le abitazioni sono lasciate incustodite per lunghi periodi, allorché, mancando una sorveglianza costante e frequente, l'anomalo consumo di acqua viene rilevato quando gli effetti dannosi si sono già appalesati.

Attualmente le perdite idriche vengono rilevate piuttosto empiricamente facendo un confronto fra un normale consumo dell'utenza e un consumo che si ritiene anomalo. A questo riguardo occorre osservare che, ad esempio, i condomini hanno generalmente un unico allacciamento alla rete pubblica di distribuzione idrica ed il prelievo complessivo di acqua (cioè quanto viene consumato dalle unità abitative) viene quantificato da un contatore installato all'ingresso dell'alimentazione.

In mancanza di dispositivi di segnalazione le eventuali perdite sono diagnosticate confrontando i consumi d’acqua fra due periodi di fatturazione.

É evidente che, se i tempi di confronto dei consumi sono distanziati, i danni economici accumulati possono essere ingenti.

Il compito tecnico della presente invenzione è pertanto quello di proporre un procedimento che consenta di diagnosticare il verificarsi di perdite idriche in tempi molto più rapidi di quelli richiesti con le attuali procedure così da ridurre le conseguenze materiali ed economiche .

Nell’ambito di tale compito costituisce uno scopo della presente invenzione la messa a punto di un procedimento che abbia una elevata affidabilità di funzionamento, in particolare sia insensibile a parametri fisici inappropriati come, ad esempio, variazioni di temperatura del flusso di acqua.

Un ulteriore scopo della presente invenzione consiste nel proporre un'apparecchiatura di facile installazione in qualsiasi impianto di distribuzione idrica civile e industriale ed in grado di fornire una corretta segnalazione di intervenute anomalie di consumo idrico a personale addetto alla sorveglianza della rete idrica.

Tale compito e tale scopo vantaggi vengono ottenuti con un procedimento ed un'apparecchiatura per l'attuazione del procedimento le cui caratteristiche sono definite nelle rivendicazioni.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione che segue di una forma di realizzazione dell’invenzione, illustrata a titolo esemplificativo, non limitativo, con l'ausilio dell'unito disegno in cui:

la figura 1 mostra una schema a blocchi che illustra un’apparecchiatura dotata di un'elaboratore secondo una prima versione per l'elaborazione di valori rilevati all'entrata di una rete di distribuzione idrica;

la figura 2 mostra uno schema a blocchi che illustra un'apparecchiatura dotata di una ulteriore versione dell'elaboratore.

Nella figura 1 allegata, con 1 è indicato lo schema di un'apparecchiatura per il rilevamento e segnalazione delle perdite idriche in una rete di distribuzione idrica condominiale.

Tale apparecchiatura 1 è sostanzialmente composta da tre gruppi operativamente associati fra di loro e precisamente: da un trasduttore di flusso 2, da un'unità di elaborazione o elaboratore 3 e da un dispositivo di avviso o segnalazione 4.

Il trasduttore 2 è opportunamente predisposto per campionare il flusso, cioè acquisire campioni dell'entità del flusso istante per istante.

Vantaggiosamente la cadenza di acquisizione di tali campioni è, ad esempio, di circa 1 sec. al fine di evitare ritardi nel rilevamento di variazioni del flusso idrico.

Il segnale elaborato dal trasduttore 2 viene inviato all'elaboratore 3. Le caratteristiche del segnale sono correlate alle abitudini di consumo dell'utenza e dell'eventuale consumo causato da perdite idriche. Pertanto in condizioni di consumo normale (cioè in assenza di perdite idriche) durante il giorno si verificheranno elevate diversità di flusso.

L'elaboratore 3 è composto da un comparatore di soglia 5 che rileva se i campioni di flusso acquisiti dal trasduttore 2 hanno un valore superiore oppure inferiore ad un valore di soglia prefissato, contenuto in una memoria 6 ed indicativo dell'entità minima della perdita idrica che l'apparecchiatura è in grado di rilevare.

Il comparatore 5 è collegato con un'unità di rilevamento costituita, ad esempio, da un contatore incrementale 7 che conteggia il numero di volte consecutive in cui il comparatore 5 ha rilevato la presenza di un flusso idrico superiore al valore di soglia prefissato. Ogni qualvolta un campione di flusso rilevato dal trasduttore 2 ha un valore inferiore al valore di soglia della memoria 6, il contatore 7 viene azzerato.

Viceversa il numero di campioni consecutivi di flusso che supera il valore di soglia della memoria 6, viene totalizzato dal contatore incrementale 7 ed inviato ad un secondo comparatore 8 e confrontato con un numero di riferimento prefissato, memorizzato nella memoria 9 e il risultato è indicativo di una situazione anomala di flusso.

Se da tale confronto risulta che il numero di riferimento memorizzato nella memoria 9 è inferiore a quello afl'uscita del contatore 7, il comparatore 8 riconosce tale situazione come anomala e riconducibile ad una perdita idrica. In questo caso la perdita sarà opportunamente segnalata attraverso il dispositivo di segnalazione 4 al personale addetto alla sorveglianza, ad esempio mediante invio di segnalazioni tramite modem GSM o altri adatti dispositivi noti.

Come si riconosce l'invenzione descritta raggiunge perfettamente gli scopi preposti. Il vantaggio rilevante della soluzione proposta è da intrawedere nel fatto che eventuali avarie nella rete idrica possono essere diagnosticate in tempi più rapidi di quanto succede con i tradizionali metodi empirici. La diagnosi delle eventuali avarie mediante l'identificazione statistica del flusso anomalo causato dalle perdite idriche, presenta inoltre il notevole vantaggio di richiedere l'impiego di un unico trasduttore di flusso e quindi con costi di materiale e di installazione più economici dei sistemi tradizionali che, ad esempio in un condominio, prevedono una comparazione fra il flusso entrante e la somma dei flussi uscenti.

I valori di soglia di flusso e di conteggio contenuti nelle memorie 6 e 9 sono valori caratteristici del sito di installazione e sono correlati rispettivamente all'entità del flusso minimo di una perdita riconoscibile dal dispositivo ed al tempo massimo entro il quale tale perdita verrà riconosciuta.

É tuttavia possibile utilizzare più unità di elaborazione come quella descritta, operanti in parallelo, ma con diverse coppie di valori di soglia e conteggio; questo allo scopo di riconoscere in tempi più brevi perdite di entità elevata, ed in tempi più lunghi, perdite di entità più modesta.

In pratica sia il procedimento secondo l'invenzione che l'apparecchiatura per la sua attuazione sono suscettibili di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nel medesimo concetto inventivo.

La figura 2 mostra una soluzione in cui l'elaboratore 3 è predisposto per un'analisi statistica dei valori di flusso campionati utilizzando lo scarto inteso come differenza fra un valore assunto dal flusso variabile e da un valore fisso del flusso. Opportunamente, come valore fisso, viene considerato un valore medio e per avere una misura della dispersione della variazione di flusso intorno al valore medio viene considerata la devianza o scarto quadratico medio s(x) definito come media quadratica ponderata degli scarti dalla media aritmetica M(x) che, sostanzialmente, esprime l'errore che si commette assumendo il valore medio al posto dei valori rilevati. Da quanto esposto risulta evidente che, assumendo un flusso normale, lo scarto quadratico medio s (x) raggiungerà valori elevati, mentre la media M(x) si attesterà su valori bassi.

Al contrario, in presenza di una perdita idrica caratterizzata da una lenta variazione di flusso, cioè allungata nel tempo, lo scarto quadratico medio s (x) tenderà a zero, mentre il valore medio M(x) sarà elevato.

L'elaboratore 3 comprende quindi un modulo 10 (vedi figura 2) in cui viene calcolato il coefficiente di variazione d(x) inteso come il rapporto fra lo scarto quadratico medio s (x) e la media M(x) acquisiti in un predeterminato intervallo di tempo. Il comparatore 5 provvede quindi a comparare tale coefficiente di variazione d(x) con un valore di riferimento memorizzato nella memoria 6 e determinato, come detto, in relazione alle caratteristiche del sito di installazione del trasduttore oppure mediante una fase di autoapprendimento .

L'uscita del comparatore 5 è collegato con l'unità di rilevamento 7 costituita da un temporizzatore che misura l'intervallo di tempo entro il quale l'uscita del comparatore 5 identifica un valore del coefficiente di variazione d(x) inferiore al valore di riferimento della memoria 6. Il secondo comparatore 8 verifica che l'intervallo di tempo misurato dal temporizzatore non superi un valore prefissato e, nel caso questo avvenga, la sua uscita attiva il dispositivo di segnalazione 4.

Un metodo semplificato si basa sulla considerazione che, per un andamento tipico di un flusso normale, cioè senza perdite idriche, essendo il coefficiente di variazione d(x) normalmente superiore al valore medio M(x), la probabilità che il valore del flusso scenda a zero o comunque sotto il valore di soglia minimo della perdita che interessa identificare, in un periodo di osservazione sufficientemente lungo, è elevata. Al contrario, in presenza di una perdita, il valore del flusso non scenderà mai al di sotto di tale valore.

Il procedimento in questo caso si caratterizza per la presenza di un temporizzatore che stabilisce un tempo entro il quale deve avvenire la identificazione della condizione del flusso sotto un valore di soglia predeterminato in modo che, nel caso il trasduttore accerti la condizione di un flusso inferiore entro il tempo previsto, il temporizzatore viene azzerato e l'assenza di perdite accertata. Per contro, nel caso che il tempo previsto trascorra senza che la condizione di soglia sia decaduta, viene identificata la situazione anomala riconducibile ad una perdita e quindi segnalata attraverso un modem GSM o altro dispostivo di sorveglianza al personale di sorveglianza.

Claims (1)

1. R I V EN D I C A Z I O N I 1.) Procedimento per rilevare e segnalare perdite idriche in una rete di distribuzione, in particolare nelle reti condominiali caratterizzato dal fatto che prevede le seguenti fasi: - acquisizione con cadenza predeterminata di campioni statistici relativi all'entità del flusso idrico in entrata nella detta rete; - acquisizione di un coefficiente di variazione indicativo delle caratteristiche di detti campioni in un intervallo di tempo determinato; - comparazione di detto coefficiente con un valore di riferimento predeterminato per l'identificazione di ima situazione di perdita idrica o di normalità nella detta rete; - segnalazione di detta situazione a dispositivi di sorveglianza. 2.) Procedimento secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che il detto coefficiente di variazione è il numero di campioni rilevati consecutivamente sopra un valore di soglia predeterminato, in modo che, se il risultato della comparazione risulta superiore al valore di riferimento, la situazione viene riconosciuta come anomala e riconducibile ad una perdita idrica. 3.) Procedimento secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto coefficiente di variazione è il rapporto fra lo scarto quadratico medio s(x) e la media M(x) dei valori di flusso acquisiti in un predeterminato intervallo di tempo dalla entità del flusso idrico in modo che, se il risultato della comparazione risulta inferiore al valore di riferimento, la situazione viene riconosciuta come anomala e riconducibile ad una perdita idrica. 4.) Procedimento secondo una delle rivendicazioni 2,3 caratterizzato dal fatto che detta comparazione è determinata in relazione alle caratteristiche del sito di acquisizione dei campioni statistici oppure mediante una fase di autoapprendimento. 5.) Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detta perdita idrica è segnalata attraverso modem GSM o altri adatti dispositivi noti. 6.) Apparecchiatura secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che comprende - mezzi (2) di acquisizione a cadenza predeterminata di campioni statistici relativi all'entità del flusso idrico in entrata nella detta rete; - mezzi (5-7) per l'acquisizione di un coefficiente di variazione indicativo delle caratteristiche di detti campioni in un intervallo di tempo determinato; - mezzi (8) di comparazione di detto coefficiente con un valore di riferimento predeterminato per l'identificazione di una situazione di perdita idrica o di normalità nella detta rete; - mezzi (4) di segnalazione di detta situazione a dispositivi di sorveglianza. 7.) Apparecchiarura secondo la rivendicazione 6 caratterizzata dal fatto che detti mezzi (2) di acquisizione a cadenza predeterminata di campioni statistici relativi all'entità del flusso idrico in entrata nella detta rete sono costituiti da un trasduttore di flusso disposto all'entrata della rete idrica. 8.) Apparecchiatura secondo una delle rivendicazioni 6,7 caratterizzata dal fatto che detti mezzi (5-7) per l'acquisizione di detto coefficiente di variazione rilevano il numero di campioni rilevati consecutivamente sopra un valore di soglia predeterminato. 9.) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 8 caratterizzata dal fatto che detti mezzi (5-7) comprendono un primo comparatore (5) di soglia che rileva il numero di campioni acquisiti da detto traduttore di flusso (2) e li confronta con il valore di soglia di una prima memoria (6), un'unità di rilevamento (7) collegata con l'uscita di detto primo comparatore ed atta a fornire un'uscita indicativa del flusso rilevato da detto trasduttore ed un secondo comparatore (8) atto a comparare detta uscita con un valore di soglia prefissato di una seconda memoria (9) ed un dispositivo di segnalazione (4) collegato con l'uscita di detto secondo comparatore ed atto a fornire un segnale in caso di situazione anomala di flusso. 10.) Apparecchiatura secondo una delle rivendicazioni 6-9 caratterizzata dal fatto che fra detto trasduttore di flusso (2) e detto primo comparatore (5) è disposto un modulo (10) di calcolo di un coefficiente di variazione d(x). 10.) Apparecchiatura secondo una delle rivendicazioni 6-10 caratterizzata dal fatto che detti mezzi (4) di segnalazione sono atti a fornire una segnalazione attraverso modem GSM o altri adatti dispositivi noti. 11) Procedimento per rilevare e segnalare perdite idriche in una rete di distribuzione, in particolare in una rete condominiale ed apparecchiatura per l'attuazione di tale procedimento secondo quanto desumibile dalla descrizione fornita e dal disegno allegato.